城市霧霾與廢氣污染物排放的關(guān)聯(lián)性分析

◇李甜甜

城市霧霾與廢氣污染物排放的關(guān)聯(lián)性分析

◇李甜甜

以我國31個省、自治區(qū)的主要城市為研究對象，使用描述性統(tǒng)計分析和相關(guān)分析對我國主要城市的霧霾污染（AQI）和廢棄污染物排放（二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵）情況進行分析。分析結(jié)果表明：城市霧霾污染與廢氣污染物排放有關(guān)，且氮氧化物和煙（粉塵）是引起霧霾污染發(fā)生的重要原因。

霧霾；廢氣污染物；相關(guān)分析

10.13999/j.cnki.scyj.2016.08.005

一、引言

環(huán)境問題不僅關(guān)系我國經(jīng)濟的發(fā)展，更是關(guān)系我國經(jīng)濟發(fā)展的效率。我國城市霧霾污染問題變得日趨嚴(yán)重，對我國的可持續(xù)發(fā)展甚至人們的生活健康都造成了較嚴(yán)重的后果。減少霧霾污染，增加經(jīng)濟發(fā)展效益成為當(dāng)今勢必解決的問題。

所謂霧霾是霧與霾的組合，但兩者又有本質(zhì)區(qū)別。霧［1］的組成成分是細小水滴或者冰晶，其懸浮在近地面的空氣表層中，會使得空氣的透明度降低，從而對人們造成視覺上的障礙。根據(jù)2005年國家氣象局發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，霾是一種天氣異常現(xiàn)象，它由空氣中煙粉塵、硫化物，氮氧化物等成分組成。視野模糊，由此降低能見度，其能見度一般小于10km［2］，［3］。霧和霾這兩個概念，可從相對濕度層次來對其進行區(qū)分，我國氣象臺觀測系統(tǒng)一般也從相對濕度對霧和霾進行區(qū)分，當(dāng)相對濕度大于90%所造成的空氣混濁現(xiàn)象是霧，小于80%造成的空氣混濁現(xiàn)象是霾，而一般情況下霧與霾會相伴存在，因此將相對濕度介于80%～90%所出現(xiàn)的空氣混濁現(xiàn)象稱之為霧霾［3］。

國內(nèi)外學(xué)者偏向于從霧霾污染的空間分布特征、對氣象環(huán)境的影響以及霧霾的成因角度進行分析研究。孟小絨［4］等對近43年西安地區(qū)的霧霾天氣時空變化特征以及成因進行了分析，分析表明：霧霾的平均出現(xiàn)次數(shù)在西安地區(qū)以城區(qū)最多；2010年之前，霧霾出現(xiàn)次數(shù)有所降低，2010年之后，霧霾出現(xiàn)次數(shù)又有所升高；霧霾的成因主要有城區(qū)周邊的風(fēng)向、污染物的排放、西安特殊的地形等。王詠梅［5］等對山西省1961～2012年霧霾的時空變化特征及影響因子做出了分析，分析表明：中南部是霧的多發(fā)地區(qū)，以太原、臨汾和大同為中心的區(qū)域是霾、煙幕日數(shù)的高值區(qū)域；50年以來，霧霾的出現(xiàn)日數(shù)呈遞增趨勢，而霧的出現(xiàn)呈遞減趨勢。周嶠［6］對霧霾天氣的成因進行了分析，分析結(jié)果表明：我國出現(xiàn)大范圍的霧霾，其中有自然氣候的原因，但從本質(zhì)上來講，人類活動的介入是必不可少的；霧霾產(chǎn)生的根本原因在于我國的廚房經(jīng)濟發(fā)展模式，直接原因在于工業(yè)污染物、汽車尾氣等有害氣體的排放。陳仁杰等從人體健康方面對霧霾污染進行了探討，結(jié)果表明：導(dǎo)致霧霾的根本原因是PM2.5，其對呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等都有著很大的危害，導(dǎo)致人們在此方面的發(fā)病率增加。

為了進一步了解霧霾，重點研究我國主要城市廢氣污染物的排放情況、以及主要城市的空氣質(zhì)量狀況，對兩者進行關(guān)聯(lián)性分析，有利于提出減少霧霾污染的政策意見，對政府實施環(huán)保政策提供相關(guān)的幫助。

二、資料與方法

1.資料的來源與數(shù)據(jù)的選取

選取2014年全國31個省、自治區(qū)的廢氣污染物排放情況，對31個省、自治區(qū)的廢氣污染物排放的分布以及污染嚴(yán)重程度有一個大致了解。著重對我國主要城市的廢氣污染物排放以及霧霾的污染程度做關(guān)聯(lián)性分析，由此進一步分析出兩者之間是否有什么必然的聯(lián)系。本文所指的主要城市是省會、自治區(qū)、直轄市的城市，以其作為重點進行分析。

數(shù)據(jù)來源于《2015年中國統(tǒng)計年鑒》和“中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺”。選取“2014年主要城市質(zhì)量指數(shù)月統(tǒng)計數(shù)據(jù)”、“2014年主要城市空氣質(zhì)量情況數(shù)據(jù)”、“2014年主要城市廢氣污染物排放情況”、“2014年全國各省、自治區(qū)廢氣污染物排放情況”作為本次的研究對象。其中，對于霧霾污染程度的測度選擇空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）［7］作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，城市廢氣污染物的排放以二氧化硫、氮氧化物、煙（粉）塵這三個指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。

空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）是一種定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱的指數(shù)，其中涉及的主要評價因子有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、PM2.5、PM10和臭氧這6個因子，是一種綜合反映空氣質(zhì)量狀況的指數(shù)。可以說，AQI較為全面地反映了霧霾污染的程度，因此本文選擇AQI作為霧霾污染的衡量標(biāo)準(zhǔn)。將AQI值由小到大分為6個等級，AQI值越大，所反映的污染就越嚴(yán)重。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ633—2012）規(guī)定：空氣污染指數(shù)分為6級，從1級到6級分別為 0—50、51—100、101—150、151—200、201—300、300以上，其對應(yīng)的空氣質(zhì)量分別為空氣優(yōu)等、空氣良好、空氣輕度污染、空氣中度污染、空氣重度污染、空氣嚴(yán)重污染。

2.分析方法

運用描述性統(tǒng)計分析對2014年主要城市空氣質(zhì)量指數(shù)數(shù)據(jù)進行分析，進一步了解2014年主要城市空氣質(zhì)量指數(shù)的分布情況；運用相關(guān)性分析檢驗我國主要城市霧霾污染與城市廢棄物排放之間是否具有一定的聯(lián)系；進一步使用多元統(tǒng)計分析，用以了解導(dǎo)致霧霾產(chǎn)生的主要因素。

三、分析結(jié)果

1.各省區(qū)廢氣污染物排放分布

所謂污染物［8］，是指正常環(huán)境有所變化，對生物的正常生長產(chǎn)生直接的或者間接的危害的物質(zhì)。污染物依形態(tài)的不同，可以分為固體、氣體和液體三種形態(tài)。空氣中的污染物主要以氣體和固體為主，人類活動中廢氣的排放是空氣污染的重要來源，其中以二氧化硫、氮氧化物和煙（粉）塵為主。

從我國31個省區(qū)的廢氣污染物排放情況來看，考察主要廢氣污染物的排放總量，河北省最大，為450.01萬噸；其次為山東，達439.16萬噸；山西、內(nèi)蒙古、河南的廢氣污染物也超過了300萬噸。由此可見，因廢氣污染物排放而造成的環(huán)境污染問題，上述幾個省市都應(yīng)該引起重視。西藏排放總量最低，只有6.64萬噸，北京、天津、上海、海南、青海也比較少，分別為28.73萬噸、62.47萬噸、66.26萬噸、15.08萬噸和52.87萬噸。從二氧化硫的排放量來看，較高的有河北、山西、內(nèi)蒙古、山東、河南，較低的有北京、天津、上海、海南、西藏、青海；就氮氧化物的排放量來看，山東、河南、河北、內(nèi)蒙古、江蘇和廣東的排放量較大，而北京、天津、海南、西藏、青海的排放量較少。就廢氣中的煙（粉）塵的排放量來說，河北、山西、遼寧、山東的煙（粉）塵排放量較多，北京、天津、上海、海南、西藏、青海的煙（粉）塵排放量較少。

從廢氣污染物的排放情況上來看，河北、山西、內(nèi)蒙古、山東、河南的廢氣污染排放比較多，相應(yīng)的空氣污染也比較嚴(yán)重，即空氣質(zhì)量狀況不佳；排放較少的有北京、天津、上海、海南、西藏和青海，相應(yīng)的空氣污染比較輕緩，即空氣質(zhì)量狀況比較好。

2.主要城市廢氣污染物排放

就排放總量而言，重慶的廢氣污染物排放最多，達983814噸，居我國主要城市之首；天津、石家莊、哈爾濱、上海的廢氣污染物排放也比較多，分別為568885噸、448704噸、459967噸、570930噸；海口的廢氣污染物排放量最少，為6980噸。相對比較少的還有拉薩、長沙和南昌；而北京、太原、呼和浩特等城市的廢氣污染物排放量處于中等水平。就二氧化硫的排放量來看，重慶的二氧化硫排放最多，達526934噸，相比其他城市而言，非常突出；海口的二氧化硫排放最少，僅1592噸。就氮氧化物的排放量來看，上海的氮氧化物排放最多，為247355噸；海口的氮氧化物排放最少，為191噸。而從煙（粉）塵的排放量來看，重慶最多，海口最少。由此可見，如果以廢氣污染物排放多少來判斷城市霧霾污染的嚴(yán)重程度，那么，總的來說，重慶的霧霾污染最為嚴(yán)峻，天津、石家莊、哈爾濱、上海次之，而海口的霧霾污染程度最小。

3.主要城市霧霾污染程度

附圖是我國主要城市空氣質(zhì)量指數(shù)分布圖，石家莊AQI值最高，為160.83，全年處于中度污染的空氣環(huán)境中；海口的AQI值最小，只有41.08，在0～50的范圍內(nèi)，全年空氣質(zhì)量狀況優(yōu)等；其他城市的空氣質(zhì)量全年處于輕度污染或良好的狀態(tài)。

通過對我國主要城市廢氣污染物排放和空氣質(zhì)量指數(shù)的分析可知，地區(qū)霧霾污染程度與廢氣污染物排放之間的關(guān)系并不是很明顯，從主觀上判斷廢氣污染物排放并不是造成霧霾污染的原因。為進一步了解主要城市的霧霾污染問題是否與該城市的廢氣污染物排放有聯(lián)系，對兩者之間進行相關(guān)性分析。

附圖　我國主要城市空氣質(zhì)量指數(shù)分布

4.城市霧霾污染與廢氣污染物排放的相關(guān)性分析

為進一步分析霧霾污染與廢氣污染物排放之間的關(guān)系，運用SPSS軟件計算兩者之間的相關(guān)系數(shù)，并對其進行相關(guān)系數(shù)檢驗。將反映霧霾污染的空氣質(zhì)量指數(shù)AQI作為因變量，將主要廢氣污染物二氧化硫、氮氧化物、煙（粉）塵作為3個自變量，檢驗其相關(guān)關(guān)系是否成立，結(jié)果如附表所示。

附表　相關(guān)系數(shù)檢驗

由附表結(jié)果可知，AQI與二氧化硫、氮氧化物、煙（粉）塵的Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.263、0.418、0.391，且與氮氧化物和煙（粉）塵的P值分別為0.019和0.030，說明相關(guān)關(guān)系顯著，而與二氧化硫的相關(guān)性P值為0.152，說明相關(guān)關(guān)系不顯著，由此可見，城市霧霾污染程度與該城市廢氣污染物的排放具有相關(guān)性，且氮氧化物與煙（粉）塵是造成城市霧霾污染的重要原因。

四、結(jié)論與建議

1.結(jié)論

為研究城市霧霾污染與廢氣污染物排放是否有關(guān)聯(lián)性，以空氣質(zhì)量指數(shù)AQI作為霧霾污染程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)，以二氧化硫、氮氧化物、煙（粉）塵作為主要的廢氣污染物排放，對2014年我國主要城市的霧霾污染和廢棄污染物排放做描述性統(tǒng)計分析，以及對兩者之間做相關(guān)分析，通過分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）對31個城市2014年的廢氣污染物排放情況分析可知，2014年我國主要城市中，重慶是廢氣污染物排放量最大的城市，海口的廢氣污染物排放最少，可以初步判斷，重慶的空氣質(zhì)量狀況比海口要差很多。

（2）對2014年我國31個主要城市的空氣質(zhì)量指數(shù)的分布情況進行分析可知，石家莊的年平均空氣質(zhì)量指數(shù)最高，全年都處于中度污染之中，其環(huán)境污染比較嚴(yán)峻，而海口的空氣質(zhì)量指數(shù)年平均值在50以下，其環(huán)境優(yōu)等，是適合人們生活的好地方。

（3）對我國主要城市的霧霾污染程度與廢氣污染物排放進行相關(guān)分析可知，我國城市霧霾污染的產(chǎn)生與其廢氣污染物的排放息息相關(guān)，而廢氣污染物中的氮氧化物和煙（粉）塵是造成霧霾污染產(chǎn)生的主要原因。

2.建議

為提高我國城市的空氣質(zhì)量，減少霧霾的發(fā)生，可采取如下措施：

（1）城市廢氣污染物的排放主要來源于工業(yè)廢氣排放和生活廢氣排放；工業(yè)方面應(yīng)提高效率，從根源上減少廢氣污染物的排放；生活方面，人們應(yīng)從資源消耗方面入手，盡量節(jié)約資源，提高資源利用效率，盡量減少資源利用不當(dāng)造成的廢氣污染物排放問題。

（2）政府應(yīng)不斷完善我國霧霾污染的治理制度和治理措施，要從整體出發(fā)去解決霧霾的治理，提高人們保護環(huán)境的意識，加強環(huán)境污染的懲罰措施，完善有關(guān)法律，用法律來制約不法分子對環(huán)境的迫害［9］。

（3）構(gòu)建社會協(xié)同治理條件，只有政府和社會相互合作，才能提高對霧霾、對環(huán)境治理的效率［10］。

［1］譚吉華.廣州灰霾期間氣溶膠物化特性及其對能見度影響的初步研究［D］.北京：中國科學(xué)院研究生院，2007.

［2］吳兌.灰霾天氣的形成與演化 ［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011 （03）.

［3］吳丹，于亞鑫，夏俊榮等.我國灰霾污染的研究綜述［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014（S2）.

［4］孟小絨，杜萌萌，金麗娜等.近43年西安地區(qū)霧、霾天氣時空變化特征及成因分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（03）.

［5］王詠梅，武捷，禇紅瑞等.1961～2012年山西霧霾的時空變化特征及其影響因子［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014（10）.

［6］周嶠.霧霾天氣的成因［J］.中國人口·資源與環(huán)境，2015（S1）.

［7］張年，張誠.工業(yè)固體廢物處理與城市霧霾相關(guān)性的實證分析［J］.生態(tài)經(jīng)濟，2015（08）.

［8］王麗民，宋炳宏，么海亮.技術(shù)創(chuàng)新對河北省節(jié)能減排作用的實證研究［J］.河北大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2011（04）.

［9］藍慶新，侯姍.我國霧霾治理存在的問題及解決途徑研究［J］.青海社會科學(xué)，2015（01）.

［10］儲夢然，李世祥.我國霧霾治理的路徑選擇［J］.安全與環(huán)境工程，2015（03）.

（作者單位：江西財經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計學(xué)院）